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EPRO電渦流傳感器從原理到高精度位移監(jiān)測(cè)的實(shí)踐

來(lái)源:德國(guó)EPRO中國(guó)有限公司   2025年04月22日 10:57  

EPRO電渦流傳感器從原理到高精度位移監(jiān)測(cè)的實(shí)踐

EPRO電渦流傳感器測(cè)量原理

渦流式位移傳感器基于?電渦流效應(yīng)?實(shí)現(xiàn)非接觸式位移測(cè)量,其原理融合電磁感應(yīng)與阻抗變化機(jī)制,適用于金屬導(dǎo)體的動(dòng)態(tài)或靜態(tài)位移監(jiān)測(cè)14。具體原理及關(guān)鍵環(huán)節(jié)如下:

?一、核心原理?

?高頻磁場(chǎng)激發(fā)?

傳感器探頭內(nèi)置線(xiàn)圈,通過(guò)前置器輸入高頻交變電流(典型頻率1–2 MHz),形成交變磁場(chǎng)。

當(dāng)被測(cè)金屬導(dǎo)體靠近磁場(chǎng)時(shí),導(dǎo)體表面因電磁感應(yīng)產(chǎn)生閉合環(huán)路的電渦流。

?渦流反向磁場(chǎng)作用?

電渦流生成反向磁場(chǎng),與原磁場(chǎng)疊加,導(dǎo)致探頭線(xiàn)圈的等效阻抗(電感、電阻)發(fā)生變化。

阻抗變化量與被測(cè)導(dǎo)體和探頭間距呈非線(xiàn)性關(guān)系,需通過(guò)標(biāo)定建立線(xiàn)性對(duì)應(yīng)。

?信號(hào)轉(zhuǎn)換與輸出?

前置器對(duì)線(xiàn)圈阻抗變化進(jìn)行解調(diào)、放大和線(xiàn)性補(bǔ)償,輸出標(biāo)準(zhǔn)電壓/電流信號(hào)(如4–20mA、0–10V)。

輸出信號(hào)與位移量的關(guān)系通過(guò)靈敏度參數(shù)量化(例如8 mV/μm)。

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?二、關(guān)鍵結(jié)構(gòu)與影響因素?

?傳感器組件?

?探頭線(xiàn)圈?:扁平線(xiàn)圈結(jié)構(gòu),優(yōu)化磁場(chǎng)分布以提升測(cè)量精度;

?前置器?:集成溫度補(bǔ)償模塊,降低環(huán)境溫度漂移(誤差<±1% FS);

?屏蔽電纜?:減少電磁干擾對(duì)高頻信號(hào)的影響。

?被測(cè)體特性要求?

僅適用于導(dǎo)電金屬材料(如鋼、鋁),非導(dǎo)體或弱導(dǎo)電材料無(wú)法激發(fā)有效渦流;

被測(cè)體表面粗糙度、材質(zhì)電導(dǎo)率及導(dǎo)磁率均影響測(cè)量精度,需校準(zhǔn)補(bǔ)償。

?三、EPRO電渦流傳感器動(dòng)態(tài)響應(yīng)與線(xiàn)性范圍?

?動(dòng)態(tài)性能?

響應(yīng)時(shí)間短(微秒級(jí)),支持高速位移測(cè)量(如旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸振動(dòng)監(jiān)測(cè));

典型量程0.1–60mm,超量程時(shí)信號(hào)飽和,需根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景選擇合適型號(hào)。

?線(xiàn)性度優(yōu)化?

線(xiàn)性范圍與線(xiàn)圈直徑正相關(guān),大直徑線(xiàn)圈擴(kuò)展量程但降低分辨率;

內(nèi)置非線(xiàn)性校正算法(如分段擬合),提升全量程內(nèi)輸出一致性。

?四、EPRO電渦流傳感器典型應(yīng)用適配性?

?旋轉(zhuǎn)機(jī)械監(jiān)測(cè)?:汽輪機(jī)/燃?xì)廨啓C(jī)軸振動(dòng)、位移監(jiān)測(cè)(符合API 670標(biāo)準(zhǔn));

?工業(yè)自動(dòng)化?:精密加工設(shè)備刀具磨損檢測(cè)、機(jī)器人關(guān)節(jié)位置反饋;

?高溫場(chǎng)景?:耐高溫探頭(如200℃型號(hào)PR9268/60)適配燃?xì)廨啓C(jī)高溫段監(jiān)測(cè)。

渦流式位移傳感器通過(guò)電磁場(chǎng)與金屬導(dǎo)體的相互作用實(shí)現(xiàn)高精度非接觸測(cè)量,其性能受探頭設(shè)計(jì)、信號(hào)處理算法及環(huán)境補(bǔ)償技術(shù)的綜合影響

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